Estrategias de Diseño Bioambiental

UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES

Ambiente y Confortabilidad
en el Ámbito Urbano
Unidad IV: Estrategias Urbanas de Diseño
BioAmbiental

Prof. Ricardo Cuberos M., MSc Arq.

2do Periodo 2010

Evaluación de la
Unidad IV:
Prueba Escrita.
Recuerda

Investiga los
conceptos tratados.

Toma nota de lo
discutido en clase.

4 Estrategias Urbanas de
Diseño BioAmbiental

Tema 1. Mecanismos para acondicionar climáticamente y de
manera natural los espacios urbanos dentro de la
concepción del desarrollo sustentable.
Tema 2. Estrategias orientadas al aprovechamiento de recursos
hídricos y los problemas urbanos debidos a su mal manejo
Tema 3. Estrategias urbanas de diseño bioambiental y su
contribución a la confortabilidad y sustentabilidad del
ambiente.

No resultan exclusivamente de la suma de edificios que
incorporan técnicas de acondicionamiento pasivo, sino
entender en forma sistémica, las consecuencias
ambientales sobre el territorio y el clima que generarán
las decisiones acerca de la clasificación del suelo, el
trazado de los sistemas generales en el planeamiento
general, el trazado de la red viaria, el sistema de zonas
verdes y espacios libres, y las ordenanzas de la
edificación.” (Urbanismo Bioclimático, E. Higueras,
2006)

• Ayudan a cerrar ciclos ecológicos de materia y energía
• Reducir la huella ecológica de los asentamientos
(territorio necesario para producir los bienes de
comsumo de una comunidad y asimilar sus residuos).
• Minimizar los impactos negativos sobre el aire, el agua
y el suelo, usando modos eficientes de energía.

Urbanismo Bioclimático (UB)
Objetico: Reducir al máximo los impactos negativos
que ejercen la urbanización sobre el medio.

Cada situación geográfica debe generar un
urbanismo característico y diferenciado.

• Trazado viario estructurante que responda a criterios
de asoleamiento y viento local.
• Calles adaptadas a topografía y con orientaciones
óptimas según el soleamiento y el viento.
• Zonas verdes adecuadas a las necesidades de
humedad y evaporación ambiental.
• Morfología urbana de manzanas con fachadas bien
orientadas y una adecuada proporción de patios de
manzana según el clima.
• Parcelación que genere edificios con fachadas y
patios bien orientados.
• Tipología edificatoria diversa y adecuada a las
condiciones del sol y viento local.

Diseño bioclimático - urbano
Los criterios generales de diseño dependen de las
regiones geográficas-climáticas del planeta, clasificadas en
4 fundamentales:
REGIÓN FRÍA
REGIÓN TEMPLADA
REGIÓN CÁLIDA -
ÁRIDA
REGIÓN CÁLIDA -
HÚMEDA

La altimetría puede
producir efectos similares

Día = noche
Igual radiación en hemisferios
Cambio de estación

23°27’

Día: + horas de sol Día: - horas de sol
Máx. soleamiento Máx. soleamiento
del hemisferio del hemisferio
Tmáx: final julio Tmin: final enero

El urbanismo bioclimático afecta dos ámbitos:

ORDENACIÓN DEL DISEÑO DEL
CONJUNTO EDIFICIO

Región Fría

1. Elección del
emplazamiento
• Favorecer el asoleamiento
urbanizando las pendiente
más favorables: S y SE
(hemisferio norte) y N y NE
(hemisferio sur).
• Reducción de vientos fríos,
urbanizando en la parte
media o baja de las laderas.

Región Fría
2. Estructura Urbana
• Recomendable el
agrupamiento de
edificaciones y
casas (conservando
mínimos espacios
entre ellas) para
reducir superficies
expuestas al frío y
los vientos, y evitar
pérdidas de calor.

Región Fría
3. Espacios Públicos

• Abertura al
cielo para
facilitar el
asoleamiento
• Procurar
protección del
viento, a través
de los edificios
circundantes.

Región Fría
4. Paisaje
• Empleo de variaciones
topográficas, lo cual
define las formas de las
calles y la utilización del
espacio.

Región Fría
5. Vegetación
Utilización de barreras
vegetales para la protección
del viento.
• Uso de vegetación
perenne. En orientación NE
y SO.
• Vegetación típica del lugar.

Región Templada
1. Elección del
emplazamiento
Protección contra los
vientos:
• Pendiente más
favorables: las más
cálidas y más
protegidas de vientos
• Aprovechamiento de
los vientos (brisas) en
verano (época caliente).

Región Templada
2. Estructura
Urbana
Ordenación que
favorezca:
• El libre
emplazamiento y
estructura
abierta.
• Edificaciones
mezcladas con
la naturaleza.

Región Templada
3. Espacios públicos

Proporción de sombra en espacios:
• Amplias áreas de césped con grupos de árboles.
• Orientación de calles que eviten vientos invernales y
aprovechen brisas en el verano.
• Trazado libre de paseos peatonales.

Región Templada
4. Paisaje

Establecimiento de relación entre espacios exteriores
e interiores y uso de acuerdo a época del año.
• Uso intenso en verano
• Restringido en invierno.

Región Templada
5. Vegetación

• Uso de césped en planicies
para absorción de calor.
• Utilización de árboles en
fachadas este y oeste para
protección solar.

Región Cálida - Árida
1. Elección del emplazamiento
Arizona Aprovechamiento de
vientos frescos (fríos):
• Pendiente más favorables:
SE-E y partes bajas
(descenso vientos fríos)
• Emplazamientos
favorables: altos (para
captar brisas) y con
posibilidades de
evaporación.

Ordenación que favorezca:
• Tejido urbano denso y
sombreado (respuesta
ante intensa radiación
solar - calor)
• Muros y jardines que proporciones sombra a
espacios exteriores.
• Unidades edilicias ubicadas en torno a un patio o
zona similar con sombra.

Marruecos, África Phoenix, Arizona

Níger, África

3. Espacios
públicos
Estrechamente vinculados
con áreas de la edificación.
• Con protección solar
(total o parcial)
• Con mínimas superficies
pavimentadas (absorben y
acumulan calor).
• Con estanques de agua
(facilita el enfriamiento
evaporativo del aire y
Phoenix, Arizona
aumento de humedad

4. Paisaje Al Jubail, Arabia Saudita

El Cairo, Egipto

Concentración de plantas y superficies verdes (tipo
Oasis) considerando la escasez de vegetación.

5. Vegetación
Utilización de
vegetación como:
• Superficie
absorbente de
radiación solar
• Elemento facilitador
de la evaporación
• Elemento generador
de sombra.

Región Cálida - Húmeda
1. Elección del Emplazamiento
Aprovechamiento de
los vientos:
• Emplazamientos
altos y enfrentados
a dirección de
vientos
predominantes.
• Pendientes
recomendadas: N y
S (menor incidencia
solar)


Ordenación que favorezca:
• Entramado urbano disperso y relajado.
• Separación de edificaciones para aprovechamiento de
movimientos de aire.
• Zonas o áreas techadas para favorecer sombras.

3. Espacios Públicos
• Distancias o recorridos mínimos para el peatón.
• Espacios preferiblemente sombreados.

Santo Domingo

4. Paisaje Debe responder a
topografía o relieve del
lugar, en áreas planas se
sugiere:
•utilización de fuentes de
Varadero, Cuba agua (evitar ingreso de
este aire húmedo al
interior de edificaciones),
•drenajes lejos de las
edificaciones.
•pendientes necesarias
para favorecimiento de
escorrentías
Cartagena, Colombia (precipitaciones fuertes).

5. Vegetación
Uso de vegetación
que:
• no interfiera con la
captación de brisas
(árboles de ramas y
copas altas)
• facilite el movimiento
del aire (plantas baja
alejadas de
edificaciones).
• enfríe el aire (masas
de árboles altos) Miami, EEUU

Aruba

Miami, EEUU

Curacao Pto. Cabello, Vzla

Tema 2
Aprovechamiento de recursos hídricos
y los problemas urbanos debidos a su
mal manejo

Las inundaciones
urbanas

Problemática de los Recursos Hídricos
• Se estima que a cada 20 años se duplican los
volúmenes de agua consumidos por la humanidad.
• Tradicionalmente, un mayor desarrollo implica un mayor
impacto ambiental.
• La contaminación esta agravando más la escasez de
agua al reducir, aguas abajo, la posibilidad de su uso.
• El 90% de los desastres naturales en los años ´90 fueron
relacionadas con el agua.

Proceso de Concientización Mundial
ONU sobre El Agua (Argentina, 1977)
V° Foro Mundial del Agua (Turquía, 2009)

Problemática de los Recursos Hídricos
• Acceso al agua potable:
• Disminución de recursos superficiales
• Deterioro de las fuentes subterráneas
• Contaminación
• Deterioro de los ecosistemas
• Contaminación
• Salinización
• Desecamiento o inundaciones
• Riesgo antrópico
• Inundaciones urbanas
• Pérdida de recursos hidroeléctricos
• Deterioro de la salud humana

Nuevo Paradigma del Agua
• El agua es un recurso finito y vulnerable y por ende, un
bien económico de consumo social.
• Principios de Dublin (Conferencia Internacional sobre
Agua y Medio Ambiente,1992):
1. La cuenca hidrográfica se incorpora como la unidad
fundamental para la gestión de los recursos hídricos
(RH), los ecosistemas y la biodiversidad.
2. Necesidad de una gestión participativa de los RH,
incluyendo en su modelo el poder público, los usuarios
sectoriales y las comunidades organizadas

Drenaje Urbano
MACRODRENAJE:
• Cursos naturales, quebradas
Macrodrenaje
• Asociado a lluvias excepcionales
• ¡Siempre existe!
• Tiempo de retorno de 10 a 50 años

Microdrenaje
MICRODRENAJE:
• Obras de drenaje urbano
• Definición artificial del drenaje
• Asociado a lluvias frecuentes
• Tiempo de retorno de 2 a 10 años

Tipo de inundaciones urbanas
MacroDrenaje (ribereñas):
• Secuencia de años secos
• Falta de legislación municipal
• Ocupación: población de baja
renta

MicroDrenaje (locales):
• Concepto sanitarista
• Falta de integralidad de
análisis
• Interferencias
• Desechos sólidos

Relación
entre
Urbanización
y
escurrimiento
superficial

Permeabilidad
Suelo Coef
Pastos 0,504
Suelo 0,131
Pavimento 0,047
Edificación 0,140
Árboles 0,178

Impacto sobre la
calidad de las
aguas:
- Componentes
orgánicos (DBO,
N, P)
- Metales (plomo,
hierro)
- Residuos sólidos
- Sedimientos

Situación más crítica: Lluvias frecuentes, de poco cantidad
En USA: recomendación de manejar todo escurrimiento para
tiempos de retorno ≤ 2 años y duración hasta 24 horas

Causas de inundaciones urbanas
1. Estudio de proyectos SOLO a nivel del lote o de la
urbanización
• Apreciación de drenaje eficiente (del lote/urbanización)
• No existe análisis de las consecuencias
• Ocupación no planificada del suelo
• Falta de espacio para el agua pluvial

• Expansión urbana (desde aguas abajo
Tendencias hacia aguas arriba)
Típicas • Urbanizaciones en áreas inundables
• Canalizaciones en sectores críticos

PROCESO DE
Tendencias URBANIZACIÓN
Típicas Segunda Etapa

Canalizaciones
en el Macro-
Drenaje
(Traslado de un
problema aguas
abajo)

La urbanización no planificada conduce a la ocupación
desorganizada del suelo; el incremento de áreas
Tendencias impermeables; la necesidad creciente de sistemas de
Típicas drenaje de mayor envergadura; y aumento de la
frecuencia de inundaciones

Causas de inundaciones urbanas
2. Impermeabilización
• Resultado de cada individuo transferido a la esfera
pública
• El que impermeabiliza no es el afectado, por lo que el
problema es transferido hacia «aguas abajo»

• Atención solamente después de su
ocurrencia por presión de vecinos
Tendencias • Acción Típica: drenar rápidamente
Típicas (conducción)
• Consecuencia: Aumento de la
magnitud y frecuencia de inundaciones

El Salvador Cochabamba, Bolivia

Impermeabilización Expansión urbana
del Suelo “aguas arriba”

Problemas del embaulamiento:
• Contrario a la tendencia a la renaturalización de cauces
• Falsa sensación de seguridad total en áreas vulnerables.
• Obstrucciones por sedimentos, vegetación y/o basura.
• La población desconoce importancia del macro
• Costos elevados

Nuevo diseño del Drenaje Urbano

Obras para la evacuación rápida
Concepción de las aguas pluviales y de los
Tradicional desechos industriales y domésticos.

No aceptable en el mundo actual

Medidas para minimizar los riesgos de la
Concepción población, considerando el desarrollo
Actual urbano armónico, articulado y sustentable.

Comprensión integrada del ambiente urbano

Dispositivos de Drenajes
De acuerdo a su ubicación dentro de la cuenca:
1. Distribuidas (control en la fuente): actúa sobre lotes y plazas
2. Concentradas (control de canales): actúa en el micro y macro
drenaje, para el control de los principales cursos urbanos

De acuerdo a su acción hidráulica
1. Obras de almacenamiento (reservorios): uso domiciliario o en
micro y macro drenaje).
2. Obras de infiltración y percolación
3. Obras de conducción (conductos; canales): transferencia de
efectos aguas abajo
4. Diques laterales y estaciones de bombeo: áreas que no
poseen espacio para amortiguación caudales)

Control de la fuente
• Pavimento permeable
• Trincheras y planos de
infiltración
• Detención
• Sin conexión directa
con el drenaje vial

Control de la fuente

Almacenamiento
y reuso

Almacenamiento para control

Reservorio
de detención
(secos)

Reservorio
de retención
(nivel
remanente)

Almacenamiento para control
Belo Horizonte

Porto Alegre

Curitiba Natal

Obras de infiltración
Diseños urbanos contemplando
el control del drenaje

Retardo de la escurrentía en el Micro-Drenaje:
Trazado no reticular (infiltración superficial por pavimentos)
Trazado reticular (infiltración en cuencos o pozos)

Planos de infiltración

Depresiones de infiltración


Cuencos de
infiltración

Cuencos de infiltración


Pozos de infiltración

Entradas Pavimentos permeables
permeables
a la red


Pavimentos permeables

Obras de conducción
Lagunas de amortiguación

Parques integrados de Alcantarilla

Planificación del Drenaje urbano
MEDIDAS DE MANEJO Y
CONTROL DE INUNDACIONES

ESTRUCTURALES NO ESTRUCTURALES

Modifican el Conviven con el
sistema hídrico sistema hídrico
hídricohídrico
Modifican el
sistema hídrico

Obras hidráulicas Medidas de prevención

Planificación del Drenaje urbano
ESTRUCTURALES NO ESTRUCTURALES
• Intensivas: en los • Zonificación de áreas
cauces (aceleran, inundables
retardan, desvían) • Legislación
• Extensivas: en las municipal/reglamentos/per
cuencas (Forestación, misos
etc.) • Pronósticos de crecidas
• Educación a distintos
Plan Director de niveles
Drenaje Urbano • Monitoreo de sistemas
(PDDU) hidrometeorológicos e
hidrológicos

Saneamiento urbano
agua Energía
Nutrient
potable es

CICLO CICLO DE
DEL ENERGIA Y
AGUA separación NUTRIENTES
filtración
Fertilizante
(N, P, K)
Agua Agua
Recarga gris negra
del
acuífero Residuos Reparación
Trat. org. del solo
Agua Trat. aer Trat
Riego Biológico
recreativa (compost aneaerob
de Jardin eo) (biogas)

Saneamiento Ecológico (Eco San): los desechos son recursos

Principios
de
ECOURBANISMO

ECOURBANISMO: Aprovechamiento racional

• Gestión de asentamientos humanos teniendo presente
todos los aspectos medioambientales que comporta la
ocupación humana de un territorio para obtener zonas
urbanizadas ambientalmente respetuosas.
• Construcción ecológica en edificios
• Espacios Públicos
• Movilidad
• Energía
• Agua
• Residuos
• Diversidad

ECOURBANISMO: Aprovechamiento racional

• Espacio (densificación urbana)
• Tiempo (usos mixtos)
• Agua (uso eficiente de ecosistemas)
• Aire (restricciones para vehículos)
• Energía (clima y microclimas)
• Control del ruido (conservación del silencio)
• Mejoramiento de la calidad visual
• Control de riesgos naturales
• Conservación de la Biodiversidad
• Más y mejor espacio público
• Mayor inclusión en un ambiente mejor.

1. Densificación Urbana

 La ciudad extensiva es costosa en redes y transporte.
Los diseños "compactos" facilitan los desplazamientos
peatonales y en bicicleta.
 La densidad de población es necesaria para hacer
viables sistemas de transporte público eficientes.
 La recuperación de zonas centrales y edificios
deteriorados son formas de redensificación y
disminución de desplazamientos a la periferia.

Almogavers
Barcelona

Asentamiento en
Ciudad Lossada

2. Usos Mixtos
 Los sectores urbanos y los edificios buscan ofrecer
todos los servicios necesarios hasta hacerse
autosuficientes.
 Se debe reducir desplazamientos innecesarios, que
consuman energía y ahorrar tiempo a sus residentes.
 Los residentes deben tener a la mano equipamientos,
servicios y poder hacer actividades productivas.

77

3. Aprovechamiento del Agua

 Los proyectos urbanos deben separar y reutilizar aguas
grises de las negras, tratando las negras "in situ" (dentro
de la vivienda, el barrio o el sector urbano).
 La materia orgánica pueda ser utilizada por distritos
agrícolas dispuestos en las cercanías, si esto es posible.
Esto disminuye la demanda de fertilizantes y agua
“fresca”.
 Los humedales pueden ayudar al tratamiento de agua,
para proteger otros cuerpos de agua y minimizar los
costos de potabilización.

79

4. Aire Limpio

 Se busca desincentivar el uso del automóvil mediante la
peatonalización: desarrollo de ciclovías y transporte
público; trazado de calles irregulares y serpenteantes
para desestimular el transito y reducir la velocidad del
flujo; y oferta de estacionamientos subterráneos o en la
periferia de sectores residenciales
 El uso de energías "alternativas" (solar, eólica, entre
otras.) disminuye el uso de combustibles fósiles
contaminantes.

81

Ciclovía
Zona peatonal en Zurich, Suiza Bogotá

5. Aprovechamiento de la Energía

 Se debe promover el diseño arquitectónico y urbano
abocado al ahorro energético y la disminución de gases
contaminantes, incorporando energías limpias.
 La arquitectura y el urbanismo bioclimático considera la
vegetación, el diseño de espacios y cerramientos, la
selección de materiales, el asoleamiento natural, el
viento, las orientaciones, etc, para lograr espacios
habitables minimizando el consumo de energía.

Principios de Ecourbanismo

Malmö, Suecia

Ecobarrio Vauban
(Friburgo)

y

Ecobarrio de Motril (Granada)

Ecobarrio Maipú
(Chile)

6. Control del Ruido

Factores del control acústico:
 Localización. Estudiar el ruido preexistente y normar la
distribución en el espacio de vías, usos y actividades
permitidas.
 Aislamientos. Establecer medidas de control de ruido
para la edificación y su entorno inmediato.
 Restricciones al vehículo. Controlar el funcionamiento
de vehículos motorizados como importantes fuentes de
ruido.

Coral Springs Concreto Insonoro

7. Mejoramiento de la calidad visual

La calidad visual no es sólo un problema de publicidad
exterior visual, señalización y ocultamiento de redes
aéreas. El paisaje natural, como patrimonio, es legitimado
por los proyectos urbanos, los cuales son respetuosos con
aquellos elementos del paisaje de mayor relevancia o
valor ambiental estratégico, como los humedales, rondas,
montañas, bosques, playas, entre otros, aprovechando sus
potenciales para el ecoturismo y el marketing de proyectos
y ciudades

Diseño ambiental eficiente, Ciudad de las
San Francisco Comunicaciones,
Madrid

8. Control de riesgos naturales

 El Marketing de ciudades. Inversiones en restauración
de ecosistemas estratégicos o elementos del paisaje
natural, por obras de control o mitigación de riesgos
naturales.
 El control de riesgos tecnológicos, materiales
saludables. Introducción de nuevas opciones técnicas
en el mercado, para reemplazar materiales peligrosos de
impactos ambientales.
 El control de riesgos biológicos, aprovechamiento
de la materia orgánica. Disposición adecuada,
reutilización y reciclaje.

Tratamiento de cañada Techo verde en aceras
en Córdoba en Córdoba

9. Conservación de la Biodiversidad

 Ciclo de vida de productos. Los consumidores deben
ser conscientes del origen de los materias primas de los
productos y el destino que tendrán cuando sean
desechados al final de su vida útil. La presión del
consumidor bien informado y opinión pública son
fundamentales.
 El incremento y mejoramiento de la cobertura
vegetal. Los proyectos ecourbanos favorecen la
conservación y recuperación de espacios naturales,
aprovechando calidades paisajísticas y controlando
actividades antrópicas negativas.

Clasificación de residuos
residenciales en Estocolmo

Techos verdes en Londres

10. Más y mejor espacio público

 La peatonalización. La calle y la plaza deben volver a
ser espacios de encuentro en redes de espacios
públicos, minimizando el transporte motorizado y sus
gases y ruidos
 El mantenimiento. Los elementos de mobiliario urbano,
del paisajismo, de las construcciones destinadas a
equipamiento público, deben emplear materiales
durables, reusables, reciclables, sustituyendo el uso de
máquinas por mayores esfuerzos de diseño para ahorrar
energía y combustibles.

Transporte público en Curitiba

Transmilenio en Bogotá

Transbarca, Barquisimeto Transcaribe, Cartagena

11. Mayor inclusión en un ambiente mejor

 Participación social. La comunidad rige el diseño
urbano y arquitectónico, apoyada por un grupo de
profesionales de distintas disciplinas.
 Integración social. Los proyectos ecourbanos buscan
crear espacios de encuentro social (parques, medios de
transporte masivo) y las edificaciones y sectores
urbanos se fusionan
 Enriquecimiento de la cultura ambiental. Vida
comunitaria dirigida a la conservación y a la participación
activa, con patrones de comportamiento ambientalmente
sostenibles.

Parque urbano en
La Paz

Urbanismo accesible
en Albacete

ECOURBANISMO: Resumen final
• Construcción ecológica en edificios: Casas de bajo consumo energético, energias
renovables en las viviendas, implementación del máximo de sistemas domóticos
ambientalmente sostenibles.
• Espacios Públicos: Tratamiento de los espacios que rodean a las viviendas como agentes
capaces de variar el microclima y estimular la participación activa de las personas en su
diseño y utilización. La vegetación se incorpora como un elemento más en las ciudades y
más abundante.
• Movilidad: Predominio de los desplazamientos que no perjudican el ambiente (ir a pie,
bicicleta, transporte público...) con lo que se consigue evitar emisiones de gases tóxicos,
atascos, ruidos y se propicia que los desplazamientos permitan disfrutar de la ciudad.
• Energia: estrategias de provecho de las energias renovables para ahorrar energia en
casa, incorporación de sistemas eficaces para la generación y distribución de energia
(cogeneración, sistemas comunitários de climatización)
• Agua: Consumo racional de agua dulce y aprovechamiento de las aguas pluviales.
• Residuos: Recogida selectiva de residuos urbanos animando al reciclado, reutilización y
recuperación incluyendo la participación ciudadana en dichos procesos. Tratamiento
biológico de aguas residuales en balsas con vegetación. Incluir como natural el proceso
de compostaje.
• Diversidad: de usos, grupos sociales y tipologias constructivas.

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